“连接中枢”是大脑协调的冠军
在时速90英里的快球上挥棒需要敏锐的视觉、认知和运动技能。但不同的大脑网络是如何协调得足够好来击球的呢?
加州大学伯克利分校的一项新研究表明，人类大脑的天赋和多功能性在很大程度上可以归功于“连接中枢”，它过滤和路由信息。他们协调和整合数据流，以便大脑网络专注于特定的角色，如视觉和运动，可以专注于他们的工作。
该研究的主要作者、加州大学伯克利分校神经科学博士生Maxwell Bertolero说:“我们的研究结果表明，连接集线器允许不同的网络各自做自己的事情，但仍然有效地相互作用。”
此外，大脑的二十几个连接中枢在复杂的认知任务中起着关键作用，很容易受到大脑损伤和功能障碍的影响。因此，这些发现可以“帮助神经科学家更清楚地了解精神分裂症和阿尔茨海默氏症等疾病的神经基础”，这些疾病的特征是大脑线路的故障，Bertolero说。
今年1月，Bertolero与加州大学伯克利分校(UC Berkeley)和新加坡国立大学(National University of Singapore)的研究人员对BrainMap数据库中的9000多项脑成像研究进行了荟萃分析，涵盖了超过75项认知任务。
这项研究刚刚发表在美国国家科学院院刊这项研究发现，在完成智力游戏和视频游戏等复杂任务时，大脑连接中枢的神经活动增强，而专用于特定功能的神经网络则不需要额外工作。
研究发现，任务越复杂，需要的网络越多，连接集线器的活动就越大，从而减轻了单个网络的负担。
就像航空枢纽一样，大脑的主要连接枢纽连接到多个大脑网络，比如中转站。在包括老鼠和猕猴在内的许多哺乳动物的大脑中都发现了这些中枢。
以前的研究已经将连接中枢与多个大脑网络之间的信息协调和整合联系起来，但这项最新的研究准确地测量了与专门用于特定任务的-à-vis网络相比，中枢完成了多少工作。
实验使用功能性磁共振成像来测量在各种活动中，包括敲击手指、吹口哨、咀嚼、绘画、写作、阅读、看电影、玩视频游戏和记忆游戏时，整个大脑的血流量增加，这是神经活动增加的标志。
研究人员绘制了大脑的连接图，就像大范围分析一样网络比如美国电网、全球飞行模式或领英(Linkedin)的职业关系，从而创建了大脑“连接体”的模型。
他们使用“图论”，在许多科学领域用于研究网络，确定了14个紧密连接区域的不同网络和大约25个连接器集线器。
然后他们比较了神经活动在大脑地图数据库中记录的所有任务期间，连接集线器中每个大脑专用网络的活动。他们发现，当一项任务需要更多的网络时，只有连接中枢的活动才会增加，这表明连接中枢，而不是单个网络，必须在这段时间内处理更多的信息复杂的任务．
接下来，Bertolero说，他和他的合著者计划研究为什么进化建立了一个大脑例如，通过不同的网络和连接器集线器，可以精确地了解连接器集线器如何集成和协调，以及当它们被中风损坏时会发生什么。
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